MATLAB基礎(chǔ)知識考試復習總結(jié)

1、名師總結(jié)精品知識點第一章基礎(chǔ)系統(tǒng)仿真是根據(jù)被研究的真實系統(tǒng)的數(shù)學模型研究系統(tǒng)性能的一門學科，現(xiàn)在尤指利用計算機去研究數(shù)學模型行為的方法，即數(shù)值仿真。集計算，可視化及編程于一身。其主要產(chǎn)品模塊構(gòu)成：（） （ ） toolbox （ 3） matlab compiler （ 4）simulink (5) stateflow(6) real-time workshop 。3matlab 語言被稱為第四代計算機語言。有以下幾個主要特點：編程效率高；使用方便；高效方便的科學計算；先進的可視化工具；開放性、可擴展性強；運行時動態(tài)連接外部 c或 fortran應(yīng)用函數(shù)；在獨立 c或 fortran程序中調(diào)用

2、 matlab函數(shù)；輸入輸出各種及其他標準格式的數(shù)據(jù)文件；創(chuàng)建圖文并茂的技術(shù)文檔；特殊應(yīng)用工具箱；高效仿真工具smulink 。4 變量命名規(guī)則：變量名、函數(shù)名對字母大小寫敏感；變量名第一個字母必須是英文字母（只能是英文、數(shù)字和下連線） 。5 real(z)求復數(shù) z實部 imag(z)求復數(shù) z 虛部 abs(z) 求復數(shù) z的模angle(z)求復數(shù) z 的相角（單位是弧度）callback回校函數(shù)mdata=csvread( engdata.txt)clc清除指令窗 clf清除圖形窗cd 設(shè)置當前工作目錄clear清除工作空間保存的變量edit打開 m文件編輯器exit 、quit關(guān)閉、

3、退出 matlab 6 c=3+5i c=3+5*i (a=3;b=5;c=a+b*i) 1. 3e-4 2.78e23 a. 轉(zhuǎn)置s.*b s./b b.s a.n 7command history （歷史指令）窗記錄著用戶在命令指令窗中所輸入過的所有指令行，且所有這些被記錄的指令行都能被復制，并送到指令窗中再運行。8workspace browser ( 工作空間瀏覽器）也叫內(nèi)存瀏覽器，他保存了指令窗所使用過的全部變量（除非有意刪除), 可通過該瀏覽器對內(nèi)存變量進行操作。10 點擊 matlab 桌面工具條上的？圖標，或選擇下拉菜單項【help】 ，都能提供幫助；還提供現(xiàn)場幫助，用鼠標點亮

4、指令并點擊右鍵，在彈出的菜單中選擇【 help on selection】 。第二章數(shù)據(jù)及其運算1 簡 單 數(shù) 組 生 成 方 法 ： 逐 個 元 素 輸 入 法 ； 冒 號 生 成 法 x=a:intc:b; x=linspace(a,b,n)=a:(b-a)/(n-1):b;logspace(w1,w2,n) 2 diag(3,3,3)產(chǎn)生對角形數(shù)組ans =3 0 0 0 3 0 0 0 3 eye(3) 產(chǎn)生單位數(shù)組ans =1 0 0 0 1 0 0 0 1 magic(3) 產(chǎn)生魔方數(shù)組ans =8 1 6 名師總結(jié)精品知識點3 5 7 4 9 2 ones(3) 產(chǎn)生全 1 數(shù)組

5、ans =1 1 1 1 1 1 1 1 1 rand(3) 產(chǎn)生 0、1 間隨機數(shù)組ans =0.8147 0.9134 0.2785 0.9058 0.6324 0.5469 0.1270 0.0975 0.9575 zeros(3) 產(chǎn)生全 0 數(shù)組ans =0 0 0 0 0 0 0 0 0 zeros(3,2) ans =0 0 0 0 0 0 3 一位數(shù)組尋訪 x=2.0000 1.0472 1.7321 3.0000+5.0000i; x1=x(3) x1 =1.7321 x2=x(1 2 4) x2 =2.0000 1.0472 3.0000 + 5.0000i x3=x(2:

6、end) x3 =1.0472 1.7321 3.0000 + 5.0000i x4=x(4:-1:1) x4 =3.0000 + 5.0000i 1.7321 1.0472 2.0000 4 二維數(shù)組尋訪： a（： ，j) 表示 a矩陣的第 j 列全部元素； a（i ， ： ）表示 a 矩陣第 i 行全部元素； a（1:3 ，2:4 ）表示對 a矩陣取第 13 行，第 24列中所有元素。例： a=rand(3,5) a =0.1190 0.3404 0.7513 0.6991 0.5472 0.4984 0.5853 0.2551 0.8909 0.1386 0.9597 0.2238 0.

7、5060 0.9593 0.1493 a1=a(1,:) a1 =0.1190 0.3404 0.7513 0.6991 0.5472 a2=a(1:2,2:5) a2 =0.3404 0.7513 0.6991 0.5472 0.5853 0.2551 0.8909 0.1386 a3=a(1,3,2,5) a3 =0.3404 0.5472 0.2238 0.1493 5 非數(shù)（ not a number ) 指的是 0/0 、/ 、0 x之類的運算，用 nan或 nan 表名師總結(jié)精品知識點示。非數(shù)參與運算所得結(jié)果也是非數(shù)，具有傳遞性；非數(shù)沒有大小，不能比較兩個非數(shù)的大小。6 在 mat

8、lab 中， 空 數(shù)組除了用 表示外，某維或若干維長度均為0 的數(shù)組都是 空 數(shù)組。7 邏輯運算符： &與| 或 非第三章數(shù)據(jù)和數(shù)組的可視化1 例 t=(0:pi/50:2*pi); % 生成（ 101x1)的時間采樣列向量k=0.4:0.1:1; %生成（ 1x7）的行向量x=cos(t)*k; %生成（ 101x7)的矩陣plot(x)； %繪制曲線，橫坐標為每列元素對應(yīng)的下標plot(t,x) %以 t 為橫坐標， x為縱坐標，按 y的列數(shù)繪制曲線線型符號 -：-.- - 含義實線虛線點劃線雙劃線色彩符號b g r cmykw含義藍綠紅青品紅黃黑白2 grid on 畫出分格線

9、grid off 不畫分格線box on使坐標封閉box off使坐標開啟title(s)書寫圖名text(x,y,s) 在（x,y) 處寫字符注釋xlable(s) 橫坐標軸名ylable(s)縱坐標軸名hold on,hold off多層疊繪axis （0,1,-1,17）坐標范圍alpha(0) 完全透明， alpha(0.5)半透明 , alpha(1) 完全不透明plotyy(x1,y1,x2,y2) 雙縱坐標shadingflat,interp,faceted 3 view(az,el)通過方位角、俯視角設(shè)置視點，例view（-82,58）view(vx,xy,xz)通過直角坐標設(shè)

10、置視點3 m 文件包括 m腳本文件和 m函數(shù)文件； m腳本文件的執(zhí)行過程與在指令窗中直接輸入指令的效果一樣，但效率更高；m函數(shù)文件與腳本文件類似之處在于他們都是一個擴展名為“ .m”的文件； m函數(shù)文件通常由以下幾個部分組成：函數(shù)定義行、 h1行、函數(shù)幫助文本、函數(shù)體、注釋。legend(s1,s2,）在圖的右上角建立圖例3 例：t=(0:0.02:2)*pi; x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t); plot3(x,y,z,b-,x,y,z,bd) box on legend(鏈,寶石 ) 4 x=-4:4;y=x; x,y=meshgrid(x,y); z=x.2+y.

11、2; subplot(1,3,1),surf(x,y,z) %曲面圖subplot(1,3,2),mesh(x,y,z) %網(wǎng)線圖subplot(1,3,3),plot3(x,y,x.2+y.2)；box on % 曲線圖5 x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); z=(x.2+2*x).*exp(-x.2-y.2-x.*y); subplot(1,2,1),mesh(x,y,z) axis(-3,3,-2,2,-0.5,1.0) 名師總結(jié)精品知識點title(toushi) hidden off %透視被疊壓圖形subplot(1,2,2),mesh(x,y,z)

12、title(xiaoyin) hidden on %消隱被疊壓圖形 axis(-3,3,-2,2,-0.5,1.0) 第四章 matlab 編程1for x=array 說明：循環(huán)體執(zhí)行的次數(shù)由數(shù)組array 的列數(shù)決定(commands)例：for x=0.2:0.2:0.8 end b=sqrt(1-x2); end 2while expression說明：當 expression為真時，執(zhí)行循環(huán)體直commands 到為假end 3if expression if expression commands commands end else end 4 ezplot(f) 其中 f=f(x

13、,y)為用符號函數(shù)表示的隱函數(shù)例：ezplot( x2+x*y+y2 - 10)5x,y=ginput(n)該指令用鼠標從圖形上獲取n 個點的坐標 （x,y ）6 例：用冒泡法對數(shù)組a=1 6 8 9 3 5 6進行升序排序解： r=length(a); for i=1:r-1 for j=i+1:r if a(i)a(j) %a(i) sys=zpk(-0.6,-3 -2 -1,5) zero/pole/gain: 5 (s+0.6) - (s+3) (s+2) (s+1) z,p,k=zpkdata(sys,v) z =-0.6000 p = -3 -2 -1 k =5 num,den=t

14、fdata(sys,v) num =0 0 5 3 den =1 6 11 6 3 pzmap(sys)注：該指令將在 s平面上用符號“ o ”表示零點，符號“ x”表示極點。4 例：延時模型。 g(s)=e-0.5t(5s+3/s3+6s2+11s+6) num=5 3 ; sys=tf(num,den,inputdelay,tao) den=1 6 11 6; sys=zpk(z,p,k,inputdelay,tao) sys=tf(num,den,inputdelay,0.5) transfer function: 5 s + 3 exp(-0.5*s) * - s3 + 6 s2 +

15、11 s + 6 5 串聯(lián)模型： sys=series(sys1,sys2)=sys1*sys2并聯(lián)模型： sys=parallel(sys1,sys2)=sys1+sys2 反饋連接： sys=feedback(sys1,sys2,sign) 第六章系統(tǒng)時間響應(yīng)及其仿真1 對連續(xù)時間系統(tǒng)進行數(shù)字動態(tài)仿真，主要有兩種方法：基于數(shù)值積分的仿真方法；基于離散相似法的仿真方法。2 數(shù)值積分方法所得到的離散數(shù)值解只是精確解的近似，其誤差來自于兩個方面，即舍入誤差和局部截斷誤差。舍入誤差與計算步長h 成反比，局部截斷誤差名師總結(jié)精品知識點與 h 成正比，顯然選擇一個合適的積分步長可使總誤差達到最小。3

16、數(shù)值積分常用方法：歐拉法、梯度法、龍格- 庫塔法、 gear 法4 step(sys) step(sys,tfinal) step(sys,t) 階躍響應(yīng)仿真說明：sys 是系統(tǒng)模型； tfinal為仿真時間，若省略則由系統(tǒng)默認；t 為仿真時間向量，t=t0:dt:tfinal,dt為連續(xù)系統(tǒng)離散化的采樣周期， t0 為仿真開始時間。5 impulse(sys) 脈沖響應(yīng)仿真6u,t=gensig(type,tau)信號發(fā)生器 u,t=gensig(square,5,10)說明：type 為信號類型：sin 、 square 、 pulse ；tau為信號周期； u為信號值向量；t為與 u對應(yīng)

17、的時間向量。7 lsim(sys,u,t) 任意輸入相應(yīng)函數(shù)8 initial（sys,x0 ）用于計算零輸入狀態(tài)下，由初始狀態(tài)x0 所引起的響應(yīng)，只能用于狀態(tài)空間模型。9t,y =ode45( f ,tspan,yo,options)為一種單步顯式，變步長rk-45算法，用于求解非剛性微分方程；ode23 也一樣； ode113屬于多步法，求解非剛性。10 例：已知某系統(tǒng)運動方程及初始條件為：y1=y2y3; y2=-y1y3; y3=-2y1y2 y1(0)=0; y2(0)=0.5; y3(0)=-0.5 求時間區(qū)間 t=0,20微分方程的解。解:(1) 建立描述系統(tǒng)微分方程的m-函數(shù)文

18、件 rigit.m function dy=rigit(t,y) dy=zeros(3,1); dy(1)=y(2)*y(3); dy(2)=-y(1)*y(3); dy(3)=-2*y(1)*y(2); (2) 編寫調(diào)用函數(shù) rigit()的 m文件，并執(zhí)行t,y=ode45(rigit,0,20,0,0.5.-0.5); plot(t,y(:,1),r,t,y(:,2),b*,t,y(:3),k-.); legend(y1,y2,y3) 11 已知二階微分方程 y-(1-y2)y+y=0 y(0)=0,y(0)=1 求時間區(qū)間 t=0,20微分方程的解。解： （1）將微分方程表示成一階微分

19、方程組： y1=y; y1=y2; y2=(1-y12)y2-y1 (2) 建立描述系統(tǒng)微分方程的m-函數(shù)文件 vdp.m function dy=vdp(t,y) dy=zeros(2,1); dy(1)=y(2); dy(2)=(1-y(1)2)*y(2)-y(1) （3）編寫 matlab 主程序，并執(zhí)行t,y=ode45(vdp,0,20,0,1); plot(t,y(:,1),r-,t,y(:,2),b:); legend(y1,y2) 第七章系統(tǒng)頻率響應(yīng)及其仿真名師總結(jié)精品知識點1 頻率響應(yīng)是指系統(tǒng)對諧波輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；頻率特性是指系統(tǒng)在正弦信號作用下，穩(wěn)態(tài)輸出與輸入之比對頻率的關(guān)

20、系特性。g(jw)=xo(jw)/xi(jw)=a(jw)ej(w) 2 繪制 g (s)=11(s+1)/s(s2+15s+4)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線解： num=11,11;den=1 15 4 0; w=0.05:0.01:0.5*pi; gw=polyval(num,j*w)./polyval(den,j*w); mag=abs(gw); %（p=0） wcwg 不穩(wěn)定subplot(2,1,1),plot(w,mag); grid on;title(幅頻特性）ylable(|g| subplot(2,1,2),plot(w,theta); grid on;title(相頻特性）

21、xlable(omega(rad/s),ylable(deg) 3 多項式函數(shù) y=polyval(p,x) p: 系數(shù)向量 x ：自變量4 系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)freqs(b,a,w) b、a 為傳遞函數(shù)分子分母系數(shù)向量h=freqs(b,a,w0指定正實角頻率，返回響應(yīng)值；h,w=freqs(b,a)自動確定 200 個頻率點，返回響應(yīng)值和對應(yīng)角頻率freqs(b,a,w)繪制對指定正實角頻率向量的幅值和相頻特性曲線。5nyquist(sys) 繪制 nyquist圖nyquist(sys,w) 指定頻率范圍 w ，繪制 nyquist圖nyquist(sys1，sys2, ，sysn,w)在

22、同一坐標系繪制多個nyquist re,im,w=nyquist(sys)返回頻率響應(yīng)的實部和虛部及對應(yīng)w，不繪圖6 bode(sys) 繪制 bode 圖bodemag(sys)僅繪制幅頻 bode 圖7 margin(sys)繪制 bode圖，標出幅值與相位裕度。kg,y,wg,wc=margin（sys） 返回幅值裕度 kg，相位裕度 y, 相位穿越頻率 wc和幅值穿越頻率 wg ，不繪制 bode 圖。第八章 控制系統(tǒng)的綜合校正1 控制系統(tǒng)的性能指標大體上可分為兩類，即頻域指標和時域指標。2已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為g(s)=5(s+1)/(s3+4s2+6s+5),求最大超調(diào)量 mp,調(diào)整時

23、間 ts 和峰值時間 tp.解： num=5 5;den=1 4 6 5;sys=tf(num,den); finalvalue=polyval(num,0)/polyval(den,0); y,t=step(sys); %y()=lim sy(s)=limg(s) yp,k=max(y);tp=t(k); g(s)=y(s)/(1/s)=sy(s) mp=100*(yp-finalvalue)/finalvalue; len=length(t); while(y(len)0.98*finalvalue)&(y(len)1.02*finalvalue) len=len-1;end; t

24、s=t(len);step(sys) 3 已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為gk=10/s(s+1)(s+5), 求其單位斜坡輸入時，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。名師總結(jié)精品知識點解：g k=zpk(,0 -1 -5,10); xi=zpk(,0 0,1); sys=1/(1+gk); es=sys*xi; %dcgain(sys)=lim sys(s) ess=dcgain(tf(1 0,1)*es); %計算穩(wěn)態(tài)偏差 ss=lim se(s) t=0:0.05:10;xi=t; e(s)=xi(s)/(1+g(s)h(s) y=lsim(sys*gk,xi,t); e(s)=h(s)e1(s) plot(t,xi,r-.,t,y,t,xi-y,k:) legend(shuru,sh